一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化配置方法技术

本发明专利技术公开了一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化配置方法，包括，提出采用混合能源系统各时段输送到电网的出力与负荷需求比的风光水多能出力互补效益的定量评价指标；建立基于出力互补效益最大的风光电站场址和容量优化配置模型；从时间和空间上评估风光水多能互补发电效益，得到最优的风光电站场址和容量优化配置。本发明专利技术方法能充分利用水库的调节能力和风光水自然资源的时空互补性，有效平抑风电和光伏出力波动性，缓解严重的弃风、弃光现象，并提升水电站的枯期发电量，充分利用水电对风光的电力补偿效益，风光对水电的电量补偿效益，在保证电力输出质量的同时提高混合能源的综合利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化配置方法
本专利技术属于多能互补发电规划
，具体涉及一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法。
技术介绍
发展风电、光伏(以下简称风光)等清洁低碳可再生能源已成为全球缓解能源危机、应对气候变化、改善生态环境的重大战略举措。然而，风光受风速、太阳辐射、温度等众多自然因素的影响，输出功率具有显著的随机性、波动性、间歇性特性，增加了电网的调峰、调频压力，不利于电力系统的安全经济稳定运行，限制了电网对风光的消纳。风光水多能互补的核心思想是风光电站产生的随机性和间歇性电力首先被传输到与水电站相连的联合控制中心，由附近的水电机组实时跟踪和补偿之后，一起打捆外送至电网，以平抑风光不稳定性出力对电网的冲击，解决大规模风光集中上网的消纳难题，提高清洁能源的综合利用水平。以雅砻江流域为例，流域水电规划总装机容量达2885万kW，左右岸经济可开发范围内风能、太阳能资源技术可开发量分别为1200万kW和2000万kW，具备较大的开发潜力。然而，目前风光新能源容量规划大都只考虑了资源分布特性，没有考虑流域梯级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法，其特征在于，包括，/n通过评估风光资源量初选风光电站场址；/n以风光电站场址为约束，建立风电站出力模型、光伏电站出力模型和水电站出力模型；/n基于风电站出力，光伏电站出力和水电站出力，建立风光水多能出力互补效益的定量评价指标；/n基于所述风光水多能出力互补效益的定量评价指标建立风光电站场址和容量优化配置模型；/n求解所述风光电站场址和容量优化配置模型，得到最优风光电站场址和容量配置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法，其特征在于，包括，
通过评估风光资源量初选风光电站场址；
以风光电站场址为约束，建立风电站出力模型、光伏电站出力模型和水电站出力模型；
基于风电站出力，光伏电站出力和水电站出力，建立风光水多能出力互补效益的定量评价指标；
基于所述风光水多能出力互补效益的定量评价指标建立风光电站场址和容量优化配置模型；
求解所述风光电站场址和容量优化配置模型，得到最优风光电站场址和容量配置。


2.根据权利要求1所述的一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法，其特征在于，所述通过评估风光资源量初选风光电站场址，包括，
获取水电站周边的风光资源量数据，根据获得的数据分辨率划分地理网格；
计算各地理网格内风功率密度及全球水平辐射总量；
根据风功率密度和全球水平辐射总量，基于平均风功率密度的划分级别和发电适宜等级程度划分初选风光电站场址。


3.根据权利要求1所述的一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法，其特征在于，
所述风电站出力模型如下：
NW,i＝IWCFW,i



其中，NW,i为i时段风电站出力，IW为风电站装机容量，CFW,i为i时段平均风能容量系数，NW,i为风电站在i阶段的平均出力，NWr为风电站额定功率，vi为i时段平均风速，vcut-in为切入风速，vrated为额定功率对应的风速，vcut-off为切出风速；
所述光伏电站出力模型如下：
NS,i＝IS×CFS,i









其中，NS,i为i时段光伏电站出力，IS为光伏电站装机容量，CFS,i为i时段平均光能容量系数，NS,i为i时段太阳能光伏板平均出力，NSTC为风电机组在标准测试条件下的额定功率，ηSTC为在标准测试条件下的光伏模块额定效率，GSTC为标准测试条件辐照度，TSTC为标准测试条件温度，ηrel,i为i时段光伏板的平均相对效率，ηe为其他连接设备的效率，A为光伏面板面积，Gi为i时段平均全球水平辐照度，α＝1.2×10-3K-1，β＝-4.6×10-3K-1，c1＝0.033，c2＝-0.0092；
所述水电站出力模型如下：
NH,i＝KQi(Zup,i-Zlow,i)/1000
其中，NH,i为水电站在i时段的平均出力，K为水电站综合出力系数，Qi为i时段水轮机平均过机流量，Zup,i为i时段的水库上游平均水位，Zlow,i为i时段的水库下游平均水位。


4.根据权利要求3所述的一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法，其特征在于，所述建立风光水多能出力互补效益的定量评价指标，包括：






其中，E为风光水多能出力互补效益的定量评价指标，T为运行时段数，NWSH,i为i时段平均风光水互补发电系统输送到电网的出力，NL,i为i时段平均负荷需求。


5.根据权利要求4所述的一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法，其特征在于，所述基于所述风光水多能出力互补效益的定量评价指标建立风光电站场址和容量优化配置模型，包括：
以风光水出力互补性系数最大为目标函数，以弃风光率、可开发装机容量、风电、光伏、水电站安全运行和电网外送通道为约束条件，建立风光电站场址及容量优化配置模型。


6.根据权利要求5所述的一种基于出力互补性的风光水多能互补容量优化方法，其特征在于，所述约束条件如下：
弃风光率约束：

【专利技术属性】
技术研发人员：谭乔凤，闻昕，雷晓辉，唐雅君，孙圆亮，丁紫玉，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32